AOI（Automated Optical Inspection）的全稱(chēng)是主動(dòng)光學(xué)檢測(cè)，是根據(jù)光學(xué)原理來(lái)對(duì)焊接生產(chǎn)中遇到的常見(jiàn)缺點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備。AOI是新興起的一種新型測(cè)驗(yàn)技能，但發(fā)展迅速，許多廠(chǎng)家都推出了AOI測(cè)驗(yàn)設(shè)備。當(dāng)主動(dòng)檢測(cè)時(shí)，機(jī)器經(jīng)過(guò)攝像頭主動(dòng)掃描PCB，收集圖畫(huà)，測(cè)驗(yàn)的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)圖畫(huà)處理，檢查出PCB上缺點(diǎn)，并經(jīng)過(guò)顯現(xiàn)器或主動(dòng)標(biāo)志把缺點(diǎn)顯現(xiàn)/標(biāo)示出來(lái)，供修理人員修整。
運(yùn)用高速高精度視覺(jué)處理技能主動(dòng)檢測(cè)PCB板上各種不同帖裝錯(cuò)誤及焊接缺點(diǎn)。PCB板的范圍可從細(xì)間距高密度板到低密度大尺度板，并可供給在線(xiàn)檢測(cè)計(jì)劃，以進(jìn)步生產(chǎn)功率,及焊接質(zhì)量。經(jīng)過(guò)運(yùn)用AOI作為減少缺點(diǎn)的工具，在裝配工藝進(jìn)程的前期查找和消除錯(cuò)誤，以實(shí)現(xiàn)良好的進(jìn)程控制。前期發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)將避免將壞板送到隨后的裝配階段，AOI將減少修理成本將避免作廢不行修理的電路板。
錯(cuò)誤類(lèi)型
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刷錫后貼片前：橋接-移位-無(wú)錫-錫不足
回流焊或波峰焊后：少錫/多錫、無(wú)錫短接 錫球 漏料-極性-移位腳彎錯(cuò)件
PCB行業(yè)裸板檢測(cè)
主要特點(diǎn)
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1）高速檢測(cè)系統(tǒng)
與PCB板帖裝密度無(wú)關(guān)
2）快速便捷的編程系統(tǒng)
圖形界面下進(jìn)行
運(yùn)用帖裝數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)
運(yùn)用元件數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)的快速編輯
3）運(yùn)用豐富的專(zhuān)用多功能檢測(cè)算法和二元或灰度水平光學(xué)成像處理技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)
4）根據(jù)被檢測(cè)元件位置的瞬間變化進(jìn)行檢測(cè)窗口的自動(dòng)化校正，達(dá)到高精度檢測(cè)
5）通過(guò)用墨水直接標(biāo)記于PCB板上或在操作顯示器上用圖形錯(cuò)誤表示來(lái)進(jìn)行檢測(cè)電的核對(duì)
相關(guān)比較
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人工檢查 AOI檢查
pcb<18*20 幾千個(gè)pad以下
人 重要 輔助檢查
時(shí)間 正常 正常
持續(xù)性 因人而異 （差） 好
可靠性 因人而異 （差） 較好
準(zhǔn)確性 因人而異 誤點(diǎn)率高
時(shí)間 長(zhǎng) 短
與或非（AND OR INVERT）
一種常用邏輯運(yùn)算
實(shí)施目標(biāo)
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實(shí)施AOI有以下兩類(lèi)主要的目標(biāo)：
最終品質(zhì)
對(duì)產(chǎn)品走下生產(chǎn)線(xiàn)時(shí)的最終狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)生產(chǎn)問(wèn)題非常清楚、產(chǎn)品混合度高、數(shù)量和速度為關(guān)鍵因素的時(shí)候，優(yōu)先采用這個(gè)目標(biāo)。AOI通常放置在生產(chǎn)線(xiàn)最末端。在這個(gè)位置，設(shè)備可以產(chǎn)生范圍廣泛的過(guò)程控制信息。
過(guò)程跟蹤
使用檢查設(shè)備來(lái)監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程。典型地包括詳細(xì)的缺陷分類(lèi)和元件貼放偏移信息。當(dāng)產(chǎn)品可靠性很重要、低混合度的大批量制造、和元件供應(yīng)穩(wěn)定時(shí)，制造商優(yōu)先采用這個(gè)目標(biāo)。這經(jīng)常要求把檢查設(shè)備放置到生產(chǎn)線(xiàn)上的幾個(gè)位置，在線(xiàn)地監(jiān)控具體生產(chǎn)狀況，并為生產(chǎn)工藝的調(diào)整提供必要的依據(jù)。
放置位置
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雖然AOI可用于生產(chǎn)線(xiàn)上的多個(gè)位置，各個(gè)位置可檢測(cè)特殊缺陷，但AOI檢查設(shè)備應(yīng)放到一個(gè)可以盡早識(shí)別和改正最多缺陷的位置。有三個(gè)檢查位置是主要的：
錫膏印刷之后
如果錫膏印刷過(guò)程滿(mǎn)足要求，那么ICT發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)量可大幅度的減少。典型的印刷缺陷包括以下幾點(diǎn)：
A.焊盤(pán)上焊錫不足。
B.焊盤(pán)上焊錫過(guò)多。
C.焊錫對(duì)焊盤(pán)的重合不良。
D.焊盤(pán)之間的焊錫橋。
在ICT上，相對(duì)這些情況的缺陷概率直接與情況的嚴(yán)重性成比例。輕微的少錫很少導(dǎo)致缺陷，而嚴(yán)重的情況，如根本無(wú)錫，幾乎總是在ICT造成缺陷。焊錫不足可能是元件丟失或焊點(diǎn)開(kāi)路的一個(gè)原因。盡管如此，決定哪里放置AOI需要認(rèn)識(shí)到元件丟失可能是其它原因下發(fā)生的，這些原因必須放在檢查計(jì)劃內(nèi)。這個(gè)位置的檢查最直接地支持過(guò)程跟蹤和特征化。這個(gè)階段的定量過(guò)程控制數(shù)據(jù)包括，印刷偏移和焊錫量信息，而有關(guān)印刷焊錫的定性信息也會(huì)產(chǎn)生。
回流焊前
檢查是在元件貼放在板上錫膏內(nèi)之后和PCB送入回流爐之前完成的。這是一個(gè)典型地放置檢查機(jī)器的位置，因?yàn)檫@里可發(fā)現(xiàn)來(lái)自錫膏印刷以及機(jī)器貼放的大多數(shù)缺陷。在這個(gè)位置產(chǎn)生的定量的過(guò)程控制信息，提供高速片機(jī)和密間距元件貼裝設(shè)備校準(zhǔn)的信息。這個(gè)信息可用來(lái)修改元件貼放或表明貼片機(jī)需要校準(zhǔn)。這個(gè)位置的檢查滿(mǎn)足過(guò)程跟蹤的目標(biāo)。
回流焊后
在SMT工藝過(guò)程的最后步驟進(jìn)行檢查，這是AOI最流行的選擇，因?yàn)檫@個(gè)位置可發(fā)現(xiàn)全部的裝配錯(cuò)誤。回流焊后檢查提供高度的安全性，因?yàn)樗R(shí)別由錫膏印刷、元件貼裝和回流過(guò)程引起的錯(cuò)誤。
優(yōu)化設(shè)計(jì)
編輯基本優(yōu)化
每塊PCB可以采用光學(xué)或者X-ray技術(shù)并運(yùn)用適當(dāng) 的運(yùn)算法則來(lái)進(jìn)行檢查?；趫D像檢查的基本 原理是：每個(gè)具有明顯對(duì)比度的圖像都是可以 被檢查的。在AOI中存在的主要問(wèn)題是，當(dāng)一些檢查對(duì)象是 不可見(jiàn)的，或是在PCB上存在一些干擾使得圖像變得模糊 或隱藏起來(lái)了。然而，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)化測(cè)試都表明，這 些影響是可以通過(guò)PCB的設(shè)計(jì)來(lái)預(yù)防甚至減少的。為了推 動(dòng)這種優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以運(yùn)用一些看上去很古老的附加手段（這些方法仍在很多領(lǐng)域被推崇），它的優(yōu)點(diǎn)包括：
減少編程時(shí)間
最大限度地減少誤報(bào)? 改善失效檢查。
制定設(shè)計(jì)方針，可以有效地簡(jiǎn)化檢查和顯著地降低生 產(chǎn)成本。Viscom AG 和 KIRRON GmbH &Co KG 合作開(kāi)發(fā) 出一項(xiàng)特殊測(cè)試方案，目的是為了從根本上研究和證明這 些設(shè)計(jì)在檢查中產(chǎn)生的效果?；贗PC-7350標(biāo)準(zhǔn)的PCB布 局被推薦為針對(duì)這些測(cè)試的基準(zhǔn)。首先，為了探究每一種 布局的檢查效果，建議在大量PCB布局上采用這種基準(zhǔn)； 之后，再有意地利用PCB錯(cuò)誤布局，使得它產(chǎn)生一些工藝 中的缺陷，如立碑和引腳懸空等。
布局建議
針對(duì)AOI檢查的PCB整體布局
器件到PCB的邊緣應(yīng)該至少留有3mm（0.12”）的工 藝邊。片式器件必須優(yōu)先于圓柱形器件。布局上建議考慮 傳感器技術(shù)，因?yàn)橛袝r(shí)檢查只能通過(guò)垂直（正交）角度，而其他時(shí)候又需要一個(gè)輔助的角度來(lái)進(jìn)行。
元器件
對(duì)一個(gè)穩(wěn)定的工藝過(guò)程來(lái)說(shuō)，一個(gè)重要的因素是元器 件，這不僅與PCB上直接的器件布局有關(guān)，而且或多或少 也與“工藝流程設(shè)計(jì)”有關(guān)。元器件的采購(gòu)趨勢(shì)是盡 可能地便宜，而不管它在顏色、尺寸等參數(shù)上的不同。不 幸的是，這些選擇在日后對(duì)AOI或AXI檢查過(guò)程中造成的影 響往往被忽
圖2
略了。始終采用同樣的材料和產(chǎn)品能夠顯著地 減少檢查時(shí)間和誤報(bào)，而這些問(wèn)題主要是通過(guò)元器件以及 PCB的突然變化而出現(xiàn)的。
圖2
元器件尺寸
IPC-7350標(biāo)準(zhǔn)描述了器件的尺寸，并對(duì)某些焊盤(pán)的尺 寸提出了建議。根據(jù)IPC標(biāo)準(zhǔn)，器件的長(zhǎng)度和引腳的寬度可 以有一個(gè)較大變化范圍，相反，焊盤(pán)的尺寸卻是相對(duì)固定 的。此外，PCB制造公差的影響相對(duì)于這些器件的變化來(lái)說(shuō) 也是是很小的。
PCB的顏色和阻焊
通常，設(shè)備能夠檢查 出所有不同單板的顏色， 盡管檢查中的某些細(xì)節(jié)處 理是不倚賴(lài)于顏色的。例 如， 一塊白色和一塊綠 色的PCB有著不同的對(duì)比 度，因此設(shè)備需要一些特 定的補(bǔ)償。在一種極端情 況下，橋接在亮背景下呈 現(xiàn)黑色，而在另一種極端情況下，橋接在黑背景下卻是呈現(xiàn)出亮色。這里我們建議 使用無(wú)光澤的阻焊層。在我們的實(shí)踐中，焊盤(pán)間（甚至是 細(xì)間距引腳）的區(qū)域也應(yīng)該覆蓋著阻焊層，這個(gè)建議也已 經(jīng)被焊料供應(yīng)商所響應(yīng)。
印刷圖案
所有印有圖案的PCB也是能夠被檢查的，例如，當(dāng)元 器件的邊框或元器
圖3
件本體上的字母單獨(dú)出現(xiàn)在組件的某個(gè) 區(qū)域從而干擾對(duì)其他部分的檢查時(shí)，可以手工調(diào)整檢查程 序。盡管如此，在生產(chǎn)允許的范圍內(nèi)，圖案的印刷范圍仍 然有一個(gè)較大的選擇，因此，減少非反射性標(biāo)識(shí)印刷（黑 或暗黃）值得加以考慮。另外一個(gè)可能出現(xiàn)的情況是需要 有選擇地印刷標(biāo)識(shí)：例如，當(dāng)某些特定的器件（如霍爾傳 感器）正面向下時(shí)就必須印刷成白色；而另一種情況是印 有極性標(biāo)志的有傾斜角的鉭電容器件；這樣能使標(biāo)識(shí)和背 景形成鮮明的對(duì)比，使得檢查的圖像更加清晰。
圖3
基準(zhǔn)點(diǎn)
設(shè)備可以檢查所有 類(lèi)型的基準(zhǔn)點(diǎn)，而且任 何構(gòu)件都可以被定義成 一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。
圖4
雖然三個(gè)基 準(zhǔn)點(diǎn)可以補(bǔ)償一塊單板的 變形，但通常情況下只需 要確定兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)就可以 了。每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)至少離單 板邊緣5mm（0.2”）。 十字形、菱形、星形等比較適用，并建議使用統(tǒng)一的黑背 景。此外，十字形的基準(zhǔn)點(diǎn)特別有優(yōu)勢(shì)，他們?cè)跈z測(cè)光下的圖像十分穩(wěn)定且可以被快速和容易地判定。。
圖4
確認(rèn)壞板
設(shè)備有能力檢查所有已知類(lèi)型的壞板標(biāo)識(shí)。板上的任 何構(gòu)件都可以被定義為壞板標(biāo)識(shí)。這里建議采用與上述基 準(zhǔn)點(diǎn)的判定相類(lèi)似的方法，即在可能的情況下，首先通過(guò) 檢查整板或已完成組裝的單板上的單個(gè)壞板標(biāo)識(shí)來(lái)進(jìn)行確 認(rèn)。板上每個(gè)單獨(dú)的壞板標(biāo)識(shí)只有在整板的壞板標(biāo)識(shí)檢查失敗后才會(huì)被逐一檢查；整板的壞板標(biāo)識(shí)應(yīng)該定位于PCB的邊上。
避免焊點(diǎn)反射
焊點(diǎn)的形狀和接觸角是焊點(diǎn)反射的根源。焊點(diǎn)的形成 依賴(lài)于焊盤(pán)的尺寸、器件的高度、焊錫的數(shù)量和回流工藝 參數(shù)。為了防止焊接反射，應(yīng)當(dāng)避免器件對(duì)稱(chēng)排列。
波峰焊
經(jīng)過(guò)波峰焊后，焊點(diǎn)所有的參數(shù)會(huì)有很大的變化，這 主要是由于焊爐內(nèi)錫的老化導(dǎo)致焊盤(pán)反射特性從光亮到灰 暗，因此，在檢查時(shí)算法上必須要包含這些變化。在波峰焊 中，典型的缺
圖5
陷是短路和焊珠。當(dāng)檢測(cè)到短路時(shí)，假如印刷 的圖案或者無(wú)反射印刷這兩種情況的減少以及應(yīng)用阻焊層， 就可以消除這些誤報(bào)。如果基準(zhǔn)點(diǎn)沒(méi)有被阻焊膜蓋住而過(guò)波 峰焊，可能會(huì)導(dǎo)致一個(gè)圓形基準(zhǔn)點(diǎn)上錫成了一個(gè)半球，其內(nèi) 在的反射特性將會(huì)發(fā)生改變；應(yīng)用十字型作為基準(zhǔn)點(diǎn)或者用 阻焊層覆蓋基準(zhǔn)點(diǎn)，可以防止這種情況的發(fā)生。
圖5
片式元件、MELF器件和C-leads 器件
在片式元件和MELF器件上，彎月?tīng)畹暮更c(diǎn)必須被正 確地識(shí)別出來(lái)；而在器件本體兩側(cè)下方的焊點(diǎn)由于焊錫無(wú) 爬升，很難檢查。另外，焊盤(pán)邊緣到焊端的間距Xc也需要 注意。Xc （焊盤(pán)的外側(cè)間距）對(duì)Xi（焊盤(pán)的內(nèi)側(cè)間 距）的比率應(yīng)選擇>1。同樣的規(guī)則也適用于C-leads器件的 彎月型和器件本體兩側(cè)的焊盤(pán)設(shè)計(jì)。這里，我們建議Xc對(duì) Xi的比率稍微大于1.5。值得注意的是：任何元器件的長(zhǎng)度 變化也必須計(jì)算在內(nèi)。
圖7
圖7
“鷗翼”型引腳器件
通常，這類(lèi)器件的判定標(biāo)準(zhǔn)可以通過(guò)對(duì)毛細(xì)效應(yīng)在垂 直方向的作用的分析中找到。由于毛細(xì)力，焊錫從焊盤(pán)末端 爬到引腳上形成焊點(diǎn)。由于工藝波動(dòng)和器件邊緣的阻擋作 用，導(dǎo)致不能完全形成一個(gè)完整的上半月型焊點(diǎn)。盡管沒(méi)有 形成一個(gè)上半月型的焊點(diǎn)，但也可以被認(rèn)為焊接得很好。 “鷗翼”型引腳焊錫的側(cè)面爬升情況由于器件變化或 焊盤(pán)設(shè)計(jì)的原因，并不是經(jīng)常能夠被檢查出來(lái)，這是由于 焊錫的爬升方向必須用同引腳方向垂直的角度去檢查。假 如爬升很小，必須從其他角度來(lái)檢查，而只有通過(guò)這樣的輔助檢查，才能提供豐富的圖像信息去評(píng)估焊點(diǎn)的好壞。
圖6
? 斜角檢測(cè)：PLCCs型器件
圖6
PLCCs器件的引腳的焊盤(pán)有著不同設(shè)計(jì)。如果是一個(gè) 長(zhǎng)焊盤(pán)設(shè)計(jì)，在PLCC引腳上焊錫的爬升效果是可以檢查 的。如果焊盤(pán)保持明亮，那么焊錫已經(jīng)爬升到了引腳端， 所以認(rèn)為器件是焊上了。假如遵循這個(gè)設(shè)計(jì)原則，可以通過(guò)垂直檢測(cè)來(lái)檢查出缺陷。
對(duì)于PLCC焊點(diǎn)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)少錫的情況。由于引腳少 錫的爬升情況和沒(méi)有焊錫時(shí)是一樣的，所以對(duì)PLCC焊點(diǎn)不 能通過(guò)垂直檢測(cè)，而要通過(guò)斜角檢測(cè)的方式來(lái)檢查少錫缺陷。
布局建議
PCB的整體布局 對(duì)于普通的AXI測(cè)試PCB布局，所有的焊盤(pán)都必須進(jìn)行 阻焊處理。這是因?yàn)樽韬笇雍蛯?shí)際的焊盤(pán)并沒(méi)有真正地接 觸到，在阻焊層和焊盤(pán)之間存在著一定的間隙。這樣做的 好處是：焊錫受熱后就可以聚集在焊盤(pán)內(nèi)，這也使得在XRAY影像中很容易再現(xiàn)焊料的爬升情況。
2D x-ray
當(dāng)應(yīng)用2D x-ray技術(shù)時(shí)，所有的器件都需要被布置在 PCB的正面。而用2Dx-ray去檢測(cè)這些器件時(shí)，還必須再定 義出一塊沒(méi)有器件的地方為“禁區(qū)”。對(duì)于有些BGAs，會(huì) 推薦使
圖8
用一種淚滴型的不對(duì)稱(chēng)焊盤(pán)設(shè)計(jì)，這使得焊錫的成 型性質(zhì)被系統(tǒng)錯(cuò)誤的判斷為一種幾何的連接形態(tài)；此外， 一些特殊的QFN向內(nèi)或向外的彎月型焊盤(pán)設(shè)計(jì)也同樣有這種情況。
圖8
QFN 焊盤(pán)設(shè)計(jì)
QFN器件的焊盤(pán)尺寸、焊膏印 刷面積與它的引腳尺寸是同樣大小 的，而且器件的引腳是交錯(cuò)排列在 封裝體底部的(圖8)。
因此，QFN的 焊盤(pán)設(shè)計(jì)建議為：焊盤(pán)伸出于器件引腳的外端， 而
圖9
縮進(jìn)于器件的內(nèi) 端，這樣使得在器件引腳的內(nèi)外形成彎月型焊盤(pán)。在這里 很重要的一點(diǎn)是，在進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)必須考慮器件的公差范圍。(圖9)
圖9
BGA 設(shè)計(jì)
在BGA設(shè)計(jì)時(shí)，焊點(diǎn)的形狀（如淚滴型）可以通過(guò)特 別的布局使其成為可見(jiàn)的；就是說(shuō)，淚滴型的焊點(diǎn)除了具 有奇怪的形狀外，它的方向也是很隨意的?？偠灾?器件面的焊盤(pán)和在PCB上的焊盤(pán)正好和BGA焊球的大小是 一樣的（圖
圖10
10 ）。在德國(guó)Erlangen 大學(xué)，學(xué)者做了大量的 研究去評(píng)價(jià)單個(gè)焊盤(pán)形狀的模型；他們發(fā)現(xiàn)，無(wú)論焊盤(pán)是 圓形還是非圓形的，焊膏印刷圖形要保持為圓形不變。
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結(jié)論
作為慣例，在生產(chǎn)中，測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)根據(jù)生產(chǎn)批量的要 求建立并優(yōu)化。實(shí)際運(yùn)作中無(wú)數(shù)次地證明，僅這樣做是遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不夠的。如果在兩周的生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)要測(cè)試一個(gè)新批次的 PCB，有可能會(huì)發(fā)生這樣的情況：ELKO的顏色突然由黑色 變?yōu)榱它S色，或者晶體管的引腳變短了、是彎的；或是電阻的顏色由黃色變成了藍(lán)色的，等等。
AOI檢查程序必須而且能夠處理這些不同的變化所帶來(lái) 的問(wèn)題。但是，其中的一些變化需要花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行處理， 因?yàn)槲覀儾荒茴A(yù)先知道是否有一種新的元器件被使用，或 是存在一個(gè)錯(cuò)誤的元器件布局。同時(shí)，面對(duì)質(zhì)量方面的困 難，大量允許的可能出現(xiàn)的情況也需要一個(gè)一致的，確實(shí) 可行的說(shuō)明。
始終采用同樣的材料和產(chǎn)品，再加上優(yōu)化的PCB設(shè)計(jì)， 正如上面所描述的那樣，可以減小由于產(chǎn)品的變更對(duì)AOI/ AXI測(cè)試所造成的影響。在這里必須指出，比照所有用于 AOI和AXI 檢查的標(biāo)準(zhǔn)，PCB布局的建議可使檢查工藝適當(dāng) 簡(jiǎn)化并更有效率。DFT可以提高缺陷的檢查率，減少誤報(bào)， 縮短編程時(shí)間和降低編程的難度，從而最終達(dá)到有效降低 產(chǎn)品制造成本的目的。
實(shí)際應(yīng)用
編輯
對(duì)無(wú)缺陷生產(chǎn)來(lái)講，自動(dòng)光學(xué)檢查（AOI）是必不可少的。在轉(zhuǎn)到使用無(wú)鉛工藝時(shí)，制造商將面臨新的挑戰(zhàn)，在生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)其他的問(wèn)題，引起了人們的關(guān)注。本文分析轉(zhuǎn)到無(wú)鉛工藝的整個(gè)過(guò)程，特別是在大規(guī)模生產(chǎn)中引進(jìn)了0402無(wú)鉛元件。
由于缺乏無(wú)鉛元件，轉(zhuǎn)到使用無(wú)鉛元件是分階段進(jìn)行的。在2004年，由于要求電子產(chǎn)品的體積越來(lái)越小，迫使制造商廣泛地用0402元件來(lái)取代0603元件和0805元件。
工藝條件
除了普遍使用的0402元件，印刷電路板的第一次合格率（FPY）必須達(dá)到95%，而且必須根據(jù)印刷電路協(xié)會(huì)（IPC）的2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)缺陷。例如，在有608個(gè)焊點(diǎn)的168元件的情況下，相當(dāng)于要求誤報(bào)率是百萬(wàn)分之65。為了達(dá)到FPY的要求，在檢測(cè)缺陷時(shí)必須考慮以下條件：元件長(zhǎng)度的公差、元件供應(yīng)商、貼片公差、在25 個(gè)AOI系統(tǒng)上的全球檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、有80個(gè)獨(dú)特產(chǎn)品的全球檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、無(wú)鉛焊料、不同的電路板供應(yīng)商以及檢測(cè)質(zhì)量要達(dá)到IPC的2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
無(wú)鉛焊接帶來(lái)的變化
可以從三個(gè)方面看到無(wú)鉛的影響：灰度值提高、流程的改變和有效的助焊劑。無(wú)鉛焊點(diǎn)的亮度平均值高了2.5%。這相當(dāng)于亮度提高了五級(jí)。焊點(diǎn)看上去粗糙，而且表面呈粗大的顆粒狀。這可以利用特性萃取方法來(lái)消除或者過(guò)濾掉。流動(dòng)性稍微差一些，特別是對(duì)于那些較輕的元件，會(huì)妨礙元件在熔化焊膏中浸沒(méi)或者浮起。這表示元件自動(dòng)對(duì)正的程度較差。由于效果差，意味著輕輕的0402元件沿著縱向翹起的傾向會(huì)增強(qiáng)，結(jié)果是不能完全看到元件的頂部。
在回熔溫度較高以及使用侵蝕性更強(qiáng)的助焊劑時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致與助焊劑直接接觸的較薄的元件受到侵蝕，元件頂部不能夠反射光線(xiàn)。流動(dòng)性的改變和侵蝕性助焊劑，對(duì)R0402型元件的影響比C0402型元件大，因?yàn)镽0402型元件更輕也更薄。在使用R0603元件時(shí)，這也不常見(jiàn)。
檢查庫(kù)
圍繞工藝的環(huán)境產(chǎn)生消極影響，必須通過(guò)幾個(gè)途徑降低到最小，以滿(mǎn)足頭工作的要求。
● AOI全球檢查庫(kù)──對(duì)部分AOI制造商的標(biāo)定工具進(jìn)行調(diào)整是極為重要的，所以，這些變化能夠傳遞到照相機(jī)和照明模塊上。
● 對(duì)于不同產(chǎn)品的AOI全球檢查庫(kù)，有可能在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整──這是AOI軟件必備的特性。
● 貼片公差——進(jìn)料器常規(guī)的維護(hù)和校準(zhǔn)。
● 確定檢查質(zhì)量：IPC標(biāo)準(zhǔn)2級(jí)——必須允許使用朝下的電阻器。組件趐起和共面性的檢測(cè)必須可靠。
關(guān)于元件長(zhǎng)度公差，不同的組件供應(yīng)商、電路板和無(wú)鉛焊料的供應(yīng)商都不可能沒(méi)有任何直接的影響。優(yōu)良的AOI程序應(yīng)該能夠應(yīng)付這些這影響。如果這些個(gè)別點(diǎn)的變化可以保持不變，那么就能夠相當(dāng)大地簡(jiǎn)化AOI編程。經(jīng)研究得到的結(jié)論是，由于無(wú)鉛產(chǎn)生的影響，圖形對(duì)照系統(tǒng)無(wú)法得到適合的檢查結(jié)果，這是因?yàn)楹细竦臉悠纷兓?。更加可行的方法是，取出確定每道工藝和元件變化的特性。這些變化可以分成不同的等級(jí)。如果在現(xiàn)在使用的工藝中，出現(xiàn)了一個(gè)新的變化，就要增加一個(gè)級(jí)別，來(lái)保證檢查的精確性。所有認(rèn)識(shí)到的和已知的缺陷都儲(chǔ)存起來(lái)，他們的類(lèi)型和圖片可以用于AOI系統(tǒng)和全球數(shù)據(jù)庫(kù)里的檢查程序。我們沒(méi)有必要把一塊不同缺陷的電路板保存起來(lái)用于詳細(xì)的檢查。
用AOI軟件核實(shí)真正的缺陷
AOI軟件中有一個(gè)綜合性的驗(yàn)證功能，它能減少檢查的誤報(bào)，保證檢測(cè)程序無(wú)缺陷。它可以檢查儲(chǔ)存起來(lái)的有缺陷的樣品，例如，修理站存放的樣品，以及印刷了焊膏的空白印刷電路板。在優(yōu)化階段，在這方面花時(shí)間的原因是為了不讓任何缺陷溜過(guò)去。所有已知的缺陷都必須檢查，同時(shí)要把允許出現(xiàn)的誤報(bào)數(shù)量做到最小。在針對(duì)減少誤報(bào)而對(duì)任何程序進(jìn)行調(diào)整時(shí)，要檢查一下，看看以前檢查出來(lái)的真正缺陷，是否得到維修站的證實(shí)。通過(guò)綜合的核實(shí)，保證檢查程序的質(zhì)量，用于專(zhuān)門(mén)的制造和核查，同時(shí)對(duì)誤報(bào)進(jìn)行追蹤。
無(wú)鉛和檢測(cè)工藝
適應(yīng)性程序沒(méi)有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)到無(wú)鉛會(huì)對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量的檢查帶來(lái)什么影響。缺陷看上去還是一樣的。毫無(wú)疑問(wèn)，只需要稍微修改一下數(shù)據(jù)庫(kù)，就足以排除其他誤報(bào)可能會(huì)帶來(lái)的影響。在元件頂上的內(nèi)容改變時(shí)，就需要大量的工作，確定門(mén)限值。這些可以納入到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中。在元件的一端立起來(lái)時(shí)，激活其他環(huán)節(jié)的檢測(cè)，便可以進(jìn)行可靠的分析。對(duì)于橋接的形成或者元件一端立起來(lái)的普遍看法，證明常常不是那樣。經(jīng)驗(yàn)表明，橋接的形成沒(méi)有改變，元件一端立起來(lái)的現(xiàn)像就會(huì)有所減少。轉(zhuǎn)到使用無(wú)鉛焊膏并不需要投資新的系統(tǒng)或者設(shè)備，只要使用的AOI系統(tǒng)配備了靈活的傳感器模塊、照明和軟件，就足以適應(yīng)這些變化了。
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